JPH09264724A - Method for inpsecting package of semiconductor device and device therefor - Google Patents

Method for inpsecting package of semiconductor device and device therefor

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JPH09264724A
JPH09264724A JP29308496A JP29308496A JPH09264724A JP H09264724 A JPH09264724 A JP H09264724A JP 29308496 A JP29308496 A JP 29308496A JP 29308496 A JP29308496 A JP 29308496A JP H09264724 A JPH09264724 A JP H09264724A
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JP
Japan
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package
warpage
distance
points
image
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Application number
JP29308496A
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Japanese (ja)
Inventor
Roy Rajiv
ロイ ラジブ
David A Skramsted
エイ.スクラムステド デビッド
Clyde M Guest
エム.ゲスト クライド
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a warpage of a package of a semiconductor device. SOLUTION: When a warpage of a package 12 of a semiconductor device 10 is detected, at first, a plurality of points are positioned on a common face of the package 12 by means of an imaging device 19. Next, a distance from the face of the package 12 to a reference 20 is measured by means of the imaging device 19 and values of the plurality of the measured distances are compared with each other in order to detect the warpage of the package 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は全般的に半導体素子
に関し、さらに特定的には半導体素子パッケージの反り
を検出する改良された装置および方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to semiconductor devices, and more particularly to improved apparatus and methods for detecting semiconductor device package warpage.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子をテストしそして装填する場
合、素子のリード線が正しく位置し、そしてリード線の
端部が共通面上に存在することが必要である。これは特
に表面実装素子において言える。半導体素子のリード線
は側方、外側、内側または下方に曲げられるかもしれ
ず、リード線の端部を他のリード線の端部の共通面から
移動させてしまう。ある例においては、1つまたはそれ
以上のリード線が他のリード線よりも高さが大きいこと
がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION When testing and loading semiconductor devices, it is necessary that the device leads be properly positioned and that the ends of the leads be on a common plane. This is especially true for surface mount devices. The leads of the semiconductor device may be bent laterally, outwards, inwards or downwards, causing the ends of the leads to move away from the common plane of the ends of other leads. In some examples, one or more leads may be taller than other leads.

【0003】さらに、半導体素子パッケージの反りが素
子を回路基板上に装填するときに問題を発生させる。パ
ッケージ本体の反りにより、素子のリード線が共通面に
設置されない。これにより、特に自動設置装置が使用さ
れるときには、素子は適正に回路基板上に装填されな
い。また、製造設備における素子の完成中またはその直
後にパッケージの反りを検出するための検査装置は現在
知られていない。パッケージの反りは、それ故、素子が
回路基板上に設置されるまで、または基板レベルの電気
的テストまで、典型的には発見されない。このパッケー
ジの反りのリアルタイム検出の欠落がこの問題または反
り発生の問題に対する修正動作を妨げている。
Further, the warpage of the semiconductor device package causes a problem when the device is mounted on the circuit board. Due to the warp of the package body, the lead wires of the device are not installed on the common surface. This results in the components not being properly loaded onto the circuit board, especially when automatic placement equipment is used. Further, there is currently no known inspection device for detecting the warp of the package during or immediately after the completion of the element in the manufacturing facility. Warpage of the package is therefore typically not found until the device is placed on a circuit board or until board level electrical testing. The lack of real-time detection of warpage in this package prevents corrective action for this or the issue of warpage.

【0004】半導体素子上のリード線の共面性を検査す
る従来の装置が開発されている。2つのこのような装置
が本出願人であるテキサスインスツルメンツに譲渡され
た米国特許第5,402,505号および米国特許第
5,414,458号に記載されている。しかしなが
ら、パッケージ本体の反りを検出する公知の装置は存在
しない。従って、リード線を検査する装置は存在する
が、パッケージについて素子の有用性を損なう反りが発
生する可能性がある。
Conventional devices for inspecting the coplanarity of leads on semiconductor devices have been developed. Two such devices are described in US Pat. No. 5,402,505 and US Pat. No. 5,414,458 assigned to the assignee of Texas Instruments. However, there is no known device for detecting the warp of the package body. Therefore, although there is an apparatus for inspecting the lead wire, there is a possibility that a warp may occur in the package, which deteriorates the usefulness of the device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は半導体素子パッケージ中の反りの検出を行う方法およ
び装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting warpage in a semiconductor device package.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の1つの態様は映
像装置により複数のリード線を有する半導体素子のパッ
ケージ中の反りを検出する方法を提供する。この方法は
映像装置によりパッケージの共通面に複数の点を位置決
めするステップを包含する。この方法はまた、映像装置
によりパッケージの面から基準までの距離を測定し、パ
ッケージの反りを検出するために複数の距離測定値を相
互に比較することを包含する。
One aspect of the present invention provides a method for detecting warpage in a package of a semiconductor device having a plurality of leads with an imaging device. The method includes positioning a plurality of points on a common surface of the package with an imaging device. The method also includes measuring the distance from the plane of the package to the reference with the imaging device and comparing the plurality of distance measurements with each other to detect package warpage.

【0007】本発明の他の態様は複数のリード線を有す
る半導体素子のパッケージ中の反りを検出する装置を提
供する。この装置は素子の映像を捕らえるカメラおよび
素子の映像からパッケージの共通面中に複数の点を位置
付ける観察装置を包含する。観察装置はパッケージの面
から基準までの距離を測定できる。また、装置はパッケ
ージの反りを検出するために複数の距離測定値を相互に
比較するプロセッサーを包含する。
Another aspect of the present invention provides an apparatus for detecting warpage in a package of a semiconductor device having a plurality of leads. The apparatus includes a camera that captures the image of the device and a viewing device that positions multiple points in the common plane of the package from the image of the device. The viewing device can measure the distance from the surface of the package to the reference. The apparatus also includes a processor that compares a plurality of distance measurements with each other to detect package bow.

【0008】本発明のさらに他の態様は映像装置により
複数のリード線を有する半導体素子のパッケージ中の反
りを検出する方法を提供する。この方法は、パッケージ
を照射し、そして映像装置によりパッケージの底面に沿
った共通面に複数の点を位置決めすることを包含する。
またこの方法は映像装置により基準からパッケージ面上
の少なくとも3つの点までの距離を測定することを含
み、この3つの点はパッケージの中央および2つの側面
端部である。この方法は映像装置で観察された距離を線
形距離に校正し、そして複数の距離測定値を相互に比較
してパッケージ中の反りを検出することを包含する。
Yet another aspect of the present invention provides a method for detecting a warp in a package of a semiconductor device having a plurality of leads by an imaging device. The method involves illuminating the package and positioning a plurality of points on a common plane along the bottom of the package with an imaging device.
The method also includes measuring the distance from the fiducial to at least three points on the surface of the package with an imaging device, the three points being the center of the package and the two side edges. The method involves calibrating the distance observed by the imager to a linear distance and comparing the distance measurements with each other to detect warpage in the package.

【0009】本発明の装置および方法はいくつかの技術
的利点を提供する。本発明の装置および方法の1つの利
点は、それがパッケージ本体の反りを検出することであ
る。これにより、許容できない素子が出荷されるのを防
止できる。さらに、本発明は、製造工程の一部としてま
たはそれに密接に関連してパッケージの反りを検出する
ことにより、問題修正動作のためにパッケージ製造工程
に直ちにフィードバックを行う技術的利点を提供する。
一方、パッケージの反りは、以前は、素子が数週間また
は数カ月後に回路基板上に配置された時にのみ検出され
たが、本発明の装置は、パッケージを形成する数分また
は数時間以内にパッケージ中の反りを検出する。これに
より、パッケージの反りを発生させたかもしれないパッ
ケージ製造工程中の変動をはるかに容易に認識できる。
The device and method of the present invention provide several technical advantages. One advantage of the device and method of the present invention is that it detects warpage of the package body. This can prevent unacceptable devices from being shipped. Further, the present invention provides the technical advantage of providing immediate feedback to the package manufacturing process for problem correction operations by detecting package warpage as part of or closely related to the manufacturing process.
On the other hand, package warpage was previously detected only when the device was placed on the circuit board after a few weeks or months, but the device of the present invention does not detect package warpage within minutes or hours of forming the package. To detect the warp of. This makes it much easier to recognize variations in the package manufacturing process that may have caused package warpage.

【0010】本発明の他の技術的利点は、それが製造工
程に対するリアルタイムのフィードバックを提供してい
るために、製造工程の問題を一層敏速に認識できる。こ
れにより、誤った製造工程に係わる廃棄を減少でき、そ
してまた、製造工程の生産性を改善する
Another technical advantage of the present invention is that it provides more real-time feedback to the manufacturing process so that problems in the manufacturing process can be more quickly identified. This reduces waste associated with erroneous manufacturing processes and also improves manufacturing process productivity.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の好適実施例が図面に示さ
れるが、類似の参照番号は種々の図面にわたって類似の
そして対応する部分を示している。図1は本発明の発明
的概念を含んだパッケージ検査装置の光学的通路および
構成要素を示す。図1の半導体素子10はパッケージ1
2および複数のリード線14を有し、照明装置18の前
面に回転可能なプラットフォームすなわちベース16上
に位置する。パッケージ12は典型的にはプラスチック
のモールドまたは他の適当な材料から形成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention is illustrated in the drawings, wherein like reference numbers indicate like and corresponding parts throughout the various drawings. FIG. 1 illustrates the optical paths and components of a package inspection system incorporating the inventive concept of the present invention. The semiconductor device 10 of FIG. 1 is a package 1
Located on a rotatable platform or base 16 in front of the lighting device 18 having two and a plurality of leads 14. Package 12 is typically formed from a plastic mold or other suitable material.

【0012】図1は素子10のパッケージ12の反りを
検出するための映像装置19を示す。装置19はテキサ
スインスツルメント社製AT4070リード線検査装置
中で実施されてもよい。
FIG. 1 shows a video device 19 for detecting warpage of the package 12 of the element 10. The device 19 may be implemented in a Texas Instruments AT4070 lead inspection device.

【0013】図1に示すように、リアルタイム基準器2
0が素子10に近接して置かれる。映像装置19によ
り、素子10、ベース16およびリアルタイム基準器2
0の映像が以下のようにカメラ21に提供される。照射
された素子10、ベース16およびリアルタイム基準器
20の映像は通賂22に沿って形成され、ミラー組み立
て体24を介してこれらの映像は通路26に沿って反射
し、ミラー28に向かう。ミラー28は映像を45度の
角度で反射し通路30に沿ってミラー/ビームスプリッ
ター32に向かい、そこで映像が2つの映像に分割され
る。第1の映像は反射されて通炉36を介して反射器3
8に向かう。第1の反射映像は通路40に沿って戻り、
ミラー/ビームスプリッター32を介して通路42に沿
いレンズ組み立て体44およびカメラ21へ向かう。
As shown in FIG. 1, the real time reference unit 2
The 0 is placed close to the element 10. The image device 19 allows the device 10, the base 16 and the real-time reference device 2
An image of 0 is provided to the camera 21 as follows. Images of the illuminated element 10, base 16 and real-time reference 20 are formed along a through hole 22 and, via mirror assembly 24, these images are reflected along a passageway 26 toward a mirror 28. Mirror 28 reflects the image at an angle of 45 degrees and follows path 30 to mirror / beam splitter 32 where the image is split into two images. The first image is reflected and passed through the passage 36 to the reflector 3
Go to 8. The first reflection image returns along path 40,
Mirror / beam splitter 32 along path 42 towards lens assembly 44 and camera 21.

【0014】半導体素子10、ベース16およびリアル
タイム基準器20の第2の映像はまたミラー/ビームス
プリッター32を通り通路46から反射器48に向か
い、通路50に沿って反転してミラー/ビームスプリッ
ター32に戻り、次に反射して通路52に沿いレンズ組
み立て体44に進み、そこでこれらがカメラ21上に収
束する。ミラー/ビームスプリッター32における映像
の分割の間に、映像54および56が垂直および水平に
間隔を置いておりそして相互にカメラ21から水平にず
れるように、これら2つの映像の組みは離されているこ
とに注意されたい。一方、カメラ21はコンピュータ制
御観察装置57に結合されている。装置57はカメラ2
1の観察映像からのデータを受信し、またそのデータは
プロセッサ55において処理されてもよい。カメラ2
1、装置57およびプロセッサ55は、本発明の概念か
ら外れることなく、単一装置中に組み込まれてもよい。
A second image of semiconductor device 10, base 16 and real time reference 20 is also passed through mirror / beam splitter 32 from passage 46 to reflector 48 and inverted along passage 50 to mirror / beam splitter 32. And then reflects and travels along path 52 to lens assembly 44 where they converge on camera 21. During the splitting of the images at the mirror / beam splitter 32, the two image sets are separated so that the images 54 and 56 are vertically and horizontally spaced and horizontally offset from the camera 21 with respect to each other. Please note that. On the other hand, the camera 21 is connected to the computer-controlled observation device 57. Device 57 is camera 2
Data from one view image may be received and the data may be processed in processor 55. Camera 2
1, the device 57 and the processor 55 may be incorporated in a single device without departing from the inventive concept.

【0015】例えば、カメラ21は、シャッターを除外
した高信頼度コダック製『メガプラス』(”MegaP
lus”)のようなフルフレーム高解像度電荷結合素子
(CCD)カメラである。カメラ21についての電気機
械的シャッターの必要性は、コンピュータ制御観察装置
57に適合する速度のストロボ照明装置48によって除
外できる。カメラ21は公知の走査およびフレーム速度
であり、そして照射装置18はカメラの走査およびフレ
ーム速度と同期させることにより、安定な映像を観察装
置57に提供できる。
For example, the camera 21 is a highly reliable Kodak "MegaPlus"("MegaP" excluding the shutter.
a full frame high resolution charge-coupled device (CCD) camera, such as the "lus"). The need for an electromechanical shutter for the camera 21 can be eliminated by a strobe illuminator 48 at a speed compatible with the computer controlled viewing device 57. The camera 21 has a known scanning and frame rate, and the irradiation device 18 can provide a stable image to the observation device 57 by synchronizing with the scanning and frame speed of the camera.

【0016】図2は図1の通路22および26およびミ
ラー組み立て体24より表される光学的通路の上面図で
ある。素子10、ベース16およびリアルタイム基準器
20は照射装置18の前面に位置し、素子10、ベース
16およびリアルタイム基準器20の映像は通路22に
沿ってミラー組み立て体24に向かう。ミラー組み立て
体24は垂直に向けられそして相互に90度の角度で位
置する2つのミラー58および60を含んでいる。素子
10、ベース16およびリアルタイム基準器20の映像
はミラー58に当たり、ミラー60で反射し、通路26
に沿ってミラー28に向かう。ミラー28は図1に示す
ように水平面から45度に位置する。
FIG. 2 is a top view of the optical passages represented by passages 22 and 26 and mirror assembly 24 of FIG. The element 10, the base 16 and the real-time reference 20 are located in front of the illumination device 18, and the image of the element 10, the base 16 and the real-time reference 20 is directed along the passageway 22 to the mirror assembly 24. Mirror assembly 24 includes two mirrors 58 and 60 that are vertically oriented and are positioned at a 90 degree angle to each other. The images of the element 10, the base 16 and the real-time reference 20 hit the mirror 58, are reflected by the mirror 60,
Head towards the mirror 28. The mirror 28 is located at 45 degrees from the horizontal as shown in FIG.

【0017】図3は半導体素子10、ベース16および
リアルタイム基準器20を示す。素子10のパッケージ
12の反りを検出するときに、ベース16は素子12の
4つの側面の各々がカメラ21に現れるように回転され
る。ベース16は回転可能であり、そして4つの側面の
各々16a、16b、16cおよび16dはパッケージ
12の各々の側面がカメラ21に向くように位置するよ
うにカメラ映像通路の方向に回転される。
FIG. 3 shows the semiconductor device 10, the base 16 and the real time reference 20. When detecting the warpage of the package 12 of the element 10, the base 16 is rotated so that each of the four sides of the element 12 is exposed to the camera 21. The base 16 is rotatable, and each of the four sides 16a, 16b, 16c and 16d is rotated in the direction of the camera image path such that each side of the package 12 is positioned toward the camera 21.

【0018】素子10はそのマウント位置に対して反対
方向、例えば、上下逆にベース16上に配置される。素
子10のパッケージ12は上面64および底面66を含
む。また図3には、本体12の各側面端に沿ってパッケ
ージ基準点A、BおよびCが示されている。基準点A、
BおよびCはパッケージ本体12の底面66の位置を認
識し、パッケージ本体12の同一面性の決定すなわち反
りの検出のために使用される。本発明は図3に示す基準
点の数の使用に限定されるものではないことに注意され
たい。3つの基準点がパッケージ12の反り検出の好適
な点数であるが、この点数は本発明の概念を変える事な
く変更できる。
The element 10 is arranged on the base 16 in the opposite direction to the mounting position, for example, upside down. The package 12 of the device 10 includes a top surface 64 and a bottom surface 66. Also shown in FIG. 3 are package reference points A, B and C along each side edge of body 12. Reference point A,
B and C recognize the position of the bottom surface 66 of the package body 12, and are used for determining the coplanarity of the package body 12, that is, detecting the warp. Note that the present invention is not limited to the use of the number of reference points shown in FIG. Although the three reference points are preferable scores for detecting the warp of the package 12, these scores can be changed without changing the concept of the present invention.

【0019】図4は素子10、ベース16およびリアル
タイム基準器20のカメラ映像を示す。本発明は特に薄
い四重平坦パック(thin−quad−flat−p
ack:TQFP)素子の反りの検出に有利である。リ
ード線がパッケージの4つの側面全てに存在するので、
これらの素子は四重平坦パックとして公知である。半導
体素子10は図中TQFP素子として示されている。T
QFP素子は典型的には1.5mm以下のパッケージ本
体深さ68を有する。パッケージ12の深さ68の典型
的な寸法は1mmまたは40milsであろう。さら
に、パッケージ12の底部66からのリード線14の高
さ70は典型的には約2milsである。
FIG. 4 shows camera images of device 10, base 16 and real-time reference 20. The invention is particularly thin-quad-flat-p.
ack: TQFP) This is advantageous for detecting warpage of the element. Since the leads are on all four sides of the package,
These elements are known as quad flat packs. The semiconductor device 10 is shown as a TQFP device in the drawing. T
QFP devices typically have a package body depth 68 of 1.5 mm or less. Typical dimensions for the depth 68 of the package 12 would be 1 mm or 40 mils. Further, the height 70 of the lead wire 14 from the bottom 66 of the package 12 is typically about 2 mils.

【0020】リアルタイム基準器20はカメラ21およ
びコンピュータ制御観察装置57中の絵素を距離の線形
測定値、例えばmilsに校正するための基準を与え
る。リアルタイム基準器20の開口75の寸法72およ
び74を知ることにより、カメラ21で測定した開口を
横切る絵素の数はmilsの線形測定値に相関できる。
絵素のmilsとの相関は、照射装置18に対する開口
75の白−黒遷移の検出によって達成される。
The real-time reference 20 provides a reference for calibrating the pixels in the camera 21 and computer-controlled viewing device 57 to linear measurements of distance, eg, mils. Knowing the dimensions 72 and 74 of the aperture 75 of the real-time reference 20, the number of picture elements across the aperture measured by the camera 21 can be correlated to a linear measurement of mils.
The correlation of the pixel with the mils is achieved by the detection of the white-black transition of the aperture 75 for the illuminator 18.

【0021】素子10の本体12の反りを検出するため
に、本体12の底面66に関してカメラ21による測定
がなされる。これは2つの方法で達成できる。第1に、
リアルタイム基準器20底部端76とパッケージ本体1
2の底面66間の距離がパッケージ12の基準点A、B
およびCとされる。これらの測定値は図4にそれぞれ距
離78、80および82として表される。パッケージ1
2の反りは次にこれらの距離を比較することによって決
定される。(パッケージの反りを検出するこの方法をさ
らに説明する図5を参照。)
To detect warpage of the body 12 of the element 10, a measurement is made by the camera 21 on the bottom surface 66 of the body 12. This can be accomplished in two ways. First,
Real time reference 20 bottom end 76 and package body 1
The distance between the bottom surfaces 66 of the two is the reference points A and B of the package 12.
And C. These measurements are represented in FIG. 4 as distances 78, 80 and 82, respectively. Package 1
The warp of 2 is then determined by comparing these distances. (See Figure 5 to further illustrate this method of detecting package warpage.)

【0022】代替例として、パッケージ12の反りは素
子10のリード線14用のリード線座面71をまず決定
することにより決定できる。リード線座面が決定される
と、リード線座面71とパッケージ12の底面66上の
基準点A、BおよびC間の距離が測定される。これらの
測定は図4の基準数86、88および90によって表さ
れている。これらの測定値は次に相互に比較され、本体
12に反りがあるか否かが決定される。(測定値86、
88および90は図示のみの目的で測定値78、80お
よび82とずれているように示されている。さらに、パ
ッケージの反りを検出するこの方法をさらに説明する図
6を参照。)
As an alternative, the warpage of the package 12 can be determined by first determining the lead bearing surface 71 for the lead 14 of the device 10. When the lead wire seating surface is determined, the distances between the lead wire seating surface 71 and the reference points A, B and C on the bottom surface 66 of the package 12 are measured. These measurements are represented by the reference numbers 86, 88 and 90 in FIG. These measurements are then compared to each other to determine if the body 12 is warped. (Measured value 86,
88 and 90 are shown offset from measurements 78, 80 and 82 for purposes of illustration only. See also FIG. 6, which further illustrates this method of detecting package bow. )

【0023】上述のいずれかの方法を用いて、パッケー
ジ12の反りは以下の式で表される。
The warp of the package 12 using any one of the above methods is expressed by the following equation.

【数1】 ここで、A=基準点Aにおける距離78または86 B=基準点Bにおける距離80または88 C=基準点Cにおける距離82または90[Equation 1] Here, A = distance 78 or 86 at the reference point A B = distance 80 or 88 at the reference point B C = distance 82 or 90 at the reference point C

【0024】パッケージ12の各側面に沿った反りは、
素子10の各側面をカメラ21に露出させるようにベー
ス16を回転させ、そして上述の測定を繰り返すことに
よって測定される。図4は側面16aが見え、素子10
とベース16を見ているものである。図4の例は点Cに
近いパッケージ12の反りを示す。基準点A、Bおよび
Cの測定値をリルタイム基準器20またはリード線座面
71と比較することにより、この反りが本装置を使用す
ることにより自動的に検出できる。
The warp along each side of the package 12 is
It is measured by rotating the base 16 to expose each side of the element 10 to the camera 21 and repeating the above measurements. In FIG. 4, the side surface 16a is visible and the element 10
And seeing the base 16. The example of FIG. 4 shows the warpage of the package 12 near point C. By comparing the measured values of the reference points A, B and C with the riltime reference device 20 or the lead bearing surface 71, this warp can be automatically detected by using the present device.

【0025】図5は本発明の半導体素子パッケージの検
査方法を実行する例示的なフローチャートを示す。工程
は92の例えば多くの半導体素子用のパッケージの形成
および第1の素子をベース16に配置することから開始
される。次に、ステップ94で映像絵素が例えばmil
sまたはミリメータの線形距離の測定値に相関づけられ
る。ステップ94で、カメラ21およびコンピュータ制
御観察装置57により、リアルタイム基準器20の公知
の開口の間隔72および74を用いた較正が達成され
る。
FIG. 5 shows an exemplary flow chart for executing the semiconductor device package inspection method of the present invention. The process begins by forming a package for 92, eg, a number of semiconductor devices, and placing a first device on the base 16. Next, at step 94, the video picture element is
Correlated to linear distance measurements in s or millimeters. In step 94, the camera 21 and the computer controlled viewing device 57 achieve calibration with the known aperture spacings 72 and 74 of the real time reference 20.

【0026】ステップ96aで、リアルタイム基準器2
0の底面76が、照射装置48に関連する基準器20の
白−黒遷移を用いて位置決めされる。パッケージ12の
底面66は、照射装置18に関連するパッケージの白−
黒遷移を検出することによりステップ100で位置決め
される。ステップ102で、パッケージ基準点、例え
ば、第1の側面端に沿った点A、BおよびCが認識され
る。
In step 96a, the real time reference 2
The bottom surface 76 of the zero is positioned using the white-black transition of the reference 20 associated with the illuminator 48. The bottom surface 66 of the package 12 is the white of the package related to the irradiation device 18.
Positioning is performed in step 100 by detecting a black transition. At step 102, a package reference point, eg, points A, B, and C along the first side edge, is recognized.

【0027】ステップ104aで、パッケージ基準点に
おけるパッケージ12の底面66とリアルタイム基準器
20の底面76間の距離が作られる。ステップ106a
において、パッケージ12の全ての側面端に沿った全て
の測定が完了したか否かについての質問がなされる。も
し測定について追加点があるなら、フローはステップ1
04に戻り、そこでリアルタイム基準器20と追加の基
準点間の距離が測定される。
In step 104a, the distance between the bottom surface 66 of the package 12 and the bottom surface 76 of the real-time reference 20 at the package reference point is created. Step 106a
At, a question is asked as to whether all measurements along all side edges of the package 12 have been completed. If there are additional points about the measurement, the flow is step 1
Returning to 04, the distance between the real time reference 20 and the additional reference point is measured.

【0028】1つの側面について全ての基準点までの距
離が測定されると、フローはステップ108に進み、そ
こで側面に沿った反りが上記の式に従って計算される。
図5に戻って、もしパッケージ12の別の側面の反りが
観察されねばならない場合、フローはステップ112に
進み、そこで素子が回転されステップ98および108
が繰り返される。
Once the distances to all reference points for one side have been measured, flow proceeds to step 108 where the bow along the side is calculated according to the above equation.
Returning to FIG. 5, if warpage of the other side of the package 12 should be observed, flow proceeds to step 112, where the device is rotated and steps 98 and 108 are performed.
Is repeated.

【0029】所定の素子の全ての側面の反りが測定され
ると、つぎにフローはステップ113に進み、そこで、
多くの素子内にさらに素子が存在するか否かについて質
問が成される。もし別の素子が存在すると、フローはス
テップ114に進み、そこで次の素子がベース16に装
填され、そしてステップ96乃至112が繰り返され
る。所定ロット内の全ての素子中の反りが測定される
と、フローはステップ116に進み、そこで各素子に対
して測定された反りが所定の公差と比較される。例え
ば、1mmまたは40mils厚パッケージについて、
2mils共面性(coplanarity)が望まし
い。これは、他の点上または下方のパッケージ上には2
mils以上の点がないことを意味する。ステップ10
8で計算した各パッケージの反りはステップ116でこ
の公差と比較され、そして許容できない素子が認識さ
れ、そしてロットから取り除かれる。次に、ステップ1
18で、パッケージの反りを引き起こしたパッケージ製
造工程での適正な修正動作がなされるように、ステップ
116の解析結果が解析されてもよい。さらに、ステッ
プ116で、反りのあるこれらの素子が分類されてもよ
く、そしてパッケージテストからのデータが統計的工程
制御(SPC)解析に利用されるように記録されてもよ
い。
Once the bow of all sides of a given element has been measured, the flow then proceeds to step 113, where
Questions are asked as to whether more elements are present in many elements. If another element is present, flow proceeds to step 114, where the next element is loaded into base 16 and steps 96-112 are repeated. Once the bow in all the devices in a given lot has been measured, the flow proceeds to step 116 where the measured bow for each device is compared to a predetermined tolerance. For example, for 1mm or 40mils thick packages,
2 mils coplanarity is desirable. This is 2 on the package above or below other points
It means that there are no more points than mils. Step 10
The warpage of each package calculated at 8 is compared to this tolerance at step 116 and unacceptable components are identified and removed from the lot. Next, step 1
At 18, the analysis results of step 116 may be analyzed for proper corrective action in the package manufacturing process that caused the package to warp. Further, at step 116, these warped devices may be classified and the data from the package test recorded for use in statistical process control (SPC) analysis.

【0030】図6は素子パッケージ検査用の他の例示的
フローチャートを提供している。図5はリアルタイム基
準器20とパッケージ底面66との距離を測定すること
によりパッケージの反りを検出しているが、図6の方法
はパッケージ底面66とリード線座面71との距離を測
定してパッケージの反りを検出する。
FIG. 6 provides another exemplary flow chart for device package inspection. In FIG. 5, the warp of the package is detected by measuring the distance between the real-time reference device 20 and the package bottom surface 66, but the method of FIG. 6 measures the distance between the package bottom surface 66 and the lead wire seat surface 71. Detects package warpage.

【0031】図6に示す方法は図5の方法と極めて類似
する。1つの注目される相違は、図5のステップ96a
がステップ96bで置き換えられ、それが素子10のリ
ード線14の位置決めを要求することである。これは照
射装置18に関連するリード線の白−黒遷移を用いて達
成される。また、図6の方法はステップ98においてリ
ード線座面を決定することを含んでいる。これは面71
上の3点の面を使用することにより計算できる。さら
に、図6のフローは各パッケージ基準点におけるパッケ
ージ底面66とリード線座面71との距離を測定するた
めの104aに代わるステップ104bを含んでいる。
リード線座面71とパッケージ底面66間の測定値は次
にパッケージ本体の反り検出に使用される。図6の他の
フローは図5のフローに類似する。また、図5および6
の方法は例示的のみであり、本発明の範囲を制限するも
のではないことに注意されたい。図5および6のステッ
プは本発明の発明的概念からそれる事なく順序の修正ま
たは結合がなされてもよい。
The method shown in FIG. 6 is very similar to the method shown in FIG. One notable difference is step 96a in FIG.
Is replaced in step 96b, which requires positioning of the leads 14 of the device 10. This is accomplished using the lead white-black transition associated with the illuminator 18. The method of FIG. 6 also includes determining the lead bearing surface in step 98. This is surface 71
It can be calculated by using the top three points. Further, the flow of FIG. 6 includes step 104b instead of 104a for measuring the distance between the package bottom surface 66 and the lead wire seat surface 71 at each package reference point.
The measured values between the lead wire seating surface 71 and the package bottom surface 66 are then used to detect warpage of the package body. The other flow of FIG. 6 is similar to the flow of FIG. Also, FIGS.
It should be noted that the above method is exemplary only and does not limit the scope of the invention. The steps of FIGS. 5 and 6 may be modified or combined in order without departing from the inventive concept of the invention.

【0032】本発明の装置および方法は、回路基板上の
素子の設置に影響をあたえる素子パッケージの反りを検
出するという技術的利点を提供している。反りの検出
は、許容できない素子が検出されて発送可能なロットか
ら除外されるように製造工程中にリアルタイムで行われ
る。また、本発明の装置はリアルタイムで反りを検出す
るので、反りの原因認識がやり易く、それにより誤工程
から発生する廃棄を最小にし、そしてパッケージの製造
工程の生産性を高める。
The apparatus and method of the present invention provide the technical advantage of detecting warpage of the device package which affects the placement of the device on the circuit board. Warpage detection is done in real time during the manufacturing process so that unacceptable elements are detected and excluded from the deliverable lot. Further, since the apparatus of the present invention detects the warp in real time, it is easy to recognize the cause of the warp, thereby minimizing the waste caused by an erroneous process and improving the productivity of the manufacturing process of the package.

【0033】本発明が詳細に説明されたが、種々の変
更、置換が付随の特許請求の範囲に示す発明の精神およ
び範囲から離れる事なく行うことができる。
While this invention has been described in detail, various changes and substitutions can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.

【0034】以上の説明に関して以下の項を開示する。 (1)映像装置によって、複数のリード線を有する半導
体素子のパッケージの反りを検出する方法であって、映
像装置により複数の点をパッケージの共通面上に位置決
めし、映像装置によりパッケージの面から基準までの距
離を測定し、そしてパッケージの反りを検出するために
複数の距離測定値を相互に比較する段階を有する前記の
方法。 (2)映像装置で観察した距離を線形距離に校正する段
階をさらに有する第1項記載の方法。 (3)映像装置で観察した絵素を線形距離に校正する段
階をさらに有する第1項記載の方法。
With respect to the above description, the following items will be disclosed. (1) A method for detecting a warp of a package of a semiconductor device having a plurality of lead wires by an image device, wherein a plurality of points are positioned on a common surface of the package by the image device, and the image device detects from the surface of the package. A method as described above comprising the steps of measuring a distance to a reference and comparing a plurality of distance measurements with each other to detect package warpage. (2) The method according to item 1, further comprising the step of calibrating the distance observed by the image device into a linear distance. (3) The method according to item 1, further comprising the step of calibrating the picture elements observed by the video device into a linear distance.

【0035】(4)測定段階がさらに、映像装置により
白色背景に対するパッケージおよび基準の黒−白遷移を
検出することを有する第1項記載の方法。 (5)パッケージを照射する段階をさらに有する第1項
記載の方法。 (6)映像装置により、素子のリード線用の座面を位置
決めし、そして座面を測定段階の基準として使用する段
階をさらに有する第1項記載の方法。 (7)基準がパッケージに近接して配置されたリアルタ
イム基準である第1項記載の方法。 (8)パッケージ面がパッケージの底面を有し、そして
測定段階がさらに基準からパッケージ面上の少なくとも
3つの点までの距離を測定することを有し、この3つの
点はパッケージ側面の中央および2つの端部に近接して
いる第1項記載の方法。
(4) The method of claim 1 wherein the measuring step further comprises detecting the package and reference black-white transitions against a white background with an imaging device. (5) The method according to item 1, further comprising the step of irradiating the package. (6) The method of claim 1 further comprising the step of positioning the seat surface for the lead wire of the device with the imaging device and using the seat surface as a reference for the measuring step. (7) The method according to item 1, wherein the reference is a real-time reference placed close to the package. (8) The package surface has a bottom surface of the package, and the measuring step further comprises measuring the distance from the reference to at least three points on the package surface, the three points being the center of the package side and 2 The method of claim 1 wherein the method is proximate to one end.

【0036】(9)測定段階がさらにパッケージの各側
面に沿ってパッケージ面から基準までの距離を測定する
ことを有する第1項記載の方法。 (10)複数のリード線を有する半導体素子のパッケー
ジの反りを検出する装置であって、素子の映像をとらえ
るカメラ、素子の映像からパッケージの共通面中の複数
の点を位置決めする映像装置、映像装置はさらにパッケ
ージ面から基準までの距離を測定するように動作し、そ
してパッケージの反りを検出するために複数の距離測定
値を相互に比較するプロセッサを有する前記の装置。
(9) The method of claim 1 wherein the measuring step further comprises measuring the distance from the package surface to the reference along each side of the package. (10) A device for detecting warpage of a package of a semiconductor device having a plurality of lead wires, which is a camera for capturing an image of the device, an image device for locating a plurality of points on a common surface of the package from the image of the device, and an image The apparatus further comprising a processor operable to measure a distance from the package surface to the reference, and to compare the plurality of distance measurements with each other to detect package warpage.

【0037】(11)映像装置がカメラで観察した距離
を線形距離に校正するように動作する第10項記載の装
置。 (12)映像装置がさらに白色背景に対するパッケージ
および基準の黒−白遷移を検出するように動作する第1
0項記載の装置。 (13)パッケージを照射する照射装置をさらに有する
第10項記載の装置。 (14)映像装置かさらに映像から素子のリード線用の
座面を位置決定するように動作し、そしてリード線座面
を基準として使用するように動作する第10項記載の装
置。
(11) The device according to the tenth item, wherein the video device operates so as to calibrate the distance observed by the camera to a linear distance. (12) A first operation in which the video device further operates to detect a package and reference black-white transition on a white background.
The apparatus according to item 0. (13) The apparatus according to item 10, further comprising an irradiation device that irradiates the package. (14) An apparatus according to claim 10 which is operable to position the lead surface of the element from the imager or the image and to use the lead seat surface as a reference.

【0038】(15)基準がパッケージに近接して配置
されたリアルタイム基準である第10項記載の装置。 (16)パッケージ面がパッケージの底面を有し、そし
て映像装置が基準からパッケージ面上の少なくとも3つ
の点までの距離を測定し、この3つの点はパッケージ側
面の中央および2つの端部に近接している第10項記載
の装置。 (17)パッケージの各側面がカメラにさらされるよう
にパッケージを回転させる回転ベースを有する第10項
記載の装置。 (18)映像装置によって、複数のリード線を有する半
導体素子のパッケージの反りを検出する方法であって、
パッケージを照射する段階、映像装置によりパッケージ
の底面に沿った共通面上に複数の点を位置決めする段
階、映像装置により基準からパッケージ面上の少なくと
も3つの点までの距離を測定し、この3つの点がパッケ
ージの中央および2つの側面端部を有する段階、映像装
置によって観察された距離を線形距離に校正する段階、
およびパッケージの反りを検出するために複数の距離測
定値を相互に比較する段階を有する前記の方法。
(15) The apparatus according to the tenth item, wherein the reference is a real-time reference placed close to the package. (16) The package surface has a bottom surface of the package, and the imaging device measures distances from the reference to at least three points on the package surface, the three points being close to the center of the package side surface and two edges. Item 10. The apparatus according to item 10 above. (17) The apparatus according to claim 10, further comprising a rotation base that rotates the package so that each side of the package is exposed to the camera. (18) A method for detecting warpage of a package of a semiconductor device having a plurality of lead wires by an image device,
Illuminating the package, positioning a plurality of points on a common surface along the bottom surface of the package with an imaging device, measuring the distance from the reference to at least three points on the package surface with the imaging device, A point having the center of the package and two side edges, calibrating the distance observed by the imager to a linear distance,
And the method of comparing a plurality of distance measurements with one another to detect package warpage.

【0039】(19)映像装置で観察した絵素を線形距
離に校正する段階をさらに有する第18項記載の方法。 (20)映像装置により、素子のリード線用の座面を位
置決めする段階、そして座面を測定段階の基準として使
用する段階をさらに有する第18項記載の方法。 (21)映像装置(19)によって、複数のリード線
(14)を有する半導体素子(10)のパッケージ(1
2)の反りを検出する方法が提供される。この方法は映
像装置(19)により複数の点(A、BおよびC)をパ
ッケージの共通面上に位置決めすることを含む。またこ
の方法は映像装置(19)によりパッケージの面(12
0)から基準(20および71)までの距離((78、
80、82)または(86、88、90))を測定し、
そしてパッケージ(12)の反りを検出するために複数
の距離測定値を相互に比較することを含む。
(19) The method according to item 18, further comprising the step of calibrating the picture elements observed with a video device into a linear distance. (20) The method according to claim 18, further comprising the steps of positioning a seat surface for a lead wire of the device by an imaging device, and using the seat surface as a reference for the measuring step. (21) A package (1) of a semiconductor device (10) having a plurality of lead wires (14) by an imaging device (19).
A method for detecting the warp of 2) is provided. The method involves positioning a plurality of points (A, B and C) on a common surface of the package with an imaging device (19). In addition, this method uses a video device (19) to
Distance from (0) to the reference (20 and 71) ((78,
80, 82) or (86, 88, 90)),
And including comparing the plurality of distance measurements with each other to detect warpage of the package (12).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の概念を実行するための検査装置に使用
可能な折り返し光学通路および関連構成要素を示す図。
FIG. 1 shows a folded optical path and associated components that can be used in an inspection device to implement the concepts of the present invention.

【図2】図1の光学通路の1部分の上面図。2 is a top view of a portion of the optical passage of FIG. 1. FIG.

【図3】リアルタイム基準器、装填ベースおよび半導体
素子の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of a real time fiducial, a loading base and a semiconductor device.

【図4】観察装置から見たリアルタイム基準器、装填ベ
ースおよび半導体素子を示す図。
FIG. 4 is a view showing a real-time reference device, a loading base, and a semiconductor element as viewed from an observation device.

【図5】本発明に従うパッケージの反りを検出する方法
のステップを示す例示的なフローチャート図。
FIG. 5 is an exemplary flow chart diagram illustrating steps of a method for detecting package bow according to the present invention.

【図6】本発明に従うパッケージの反りを検出する方法
のステップを示す他のフローチャート図。
FIG. 6 is another flow chart diagram illustrating the steps of a method for detecting package bow according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体素子 12 パッケージ 14 リード線 19 映像装置 20、71 基準 78、80、82、86、88、90 距離 10 semiconductor element 12 package 14 lead wire 19 image device 20, 71 reference 78, 80, 82, 86, 88, 90 distance

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年3月7日[Submission date] March 7, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 [Figure 5]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 FIG. 6

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クライド エム.ゲスト アメリカ合衆国テキサス州プラノ,ポート サイド レーン 3256 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Clyde M. Guest United States Plano, Texas, Port Side Lane 3256

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】映像装置によって、複数のリード線を有す
る半導体素子のパッケージの反りを検出する方法であっ
て、 映像装置により複数の点をパッケージの共通面上に位置
決めし、 映像装置によりパッケージの面から基準までの距離を測
定し、そしてパッケージの反りを検出するために複数の
距離測定値を相互に比較する段階を有する前記の方法。
1. A method for detecting a warp of a package of a semiconductor device having a plurality of lead wires by a video device, wherein a plurality of points are positioned on a common surface of the package by the video device, and The foregoing method comprising the step of measuring the distance from the surface to the reference and comparing the plurality of distance measurements with each other to detect the warpage of the package.
【請求項2】複数のリード線を有する半導体素子のパッ
ケージの反りを検出する装置であって、 素子の映像をとらえるカメラ、 素子の映像からパッケージの共通面中の複数の点を位置
決めする映像装置であって、 さらにパッケージ面から基準までの距離を測定するよう
に動作する映像装置、そしてパッケージの反りを検出す
るために複数の距離測定値を相互に比較するプロセッサ
を有する前記の装置。
2. A device for detecting a warp of a package of a semiconductor device having a plurality of lead wires, which is a camera for capturing an image of the device, and an image device for positioning a plurality of points on a common surface of the package from the image of the device. Wherein the imaging device is further operative to measure the distance from the package surface to the reference, and said device having a processor for comparing the plurality of distance measurements with each other to detect warpage of the package.
JP29308496A 1995-09-29 1996-09-30 Method for inpsecting package of semiconductor device and device therefor Pending JPH09264724A (en)

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US004650 1995-09-29

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JP (1) JPH09264724A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105223488A (en) * 2015-10-21 2016-01-06 工业和信息化部电子第五研究所 The semi-conductor discrete device package quality detection method of structure based function and system
JP2018105687A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 トヨタ車体株式会社 Work-piece warpage measuring device and warpage measuring method

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